百度试验法编制阿丁枫木材干燥基准研究

卢 庸，孙灿岳，杨武伦，韦鹏练，符韵林*

(1.广西壮族自治区南宁树木园，南宁 530031；2. 广西大学林学院，南宁 530000)

阿丁枫(Altingiachinensis) 为金缕梅科蕈树属常绿阔叶乔木，树冠紧凑，树叶浓密，四季常绿，既是我国南方优良园林绿化乡土树种，又是木材干形通直、色纹美观、材质优良的珍贵用材树种，耐酸雨，自然酸雨可促进其生长[1-3]。迄今有关研究究主要集中在生长规律、营林技术、育苗技术、扦插、混交林分结构、群落结构、物理力学性质等方面[4-16]，木材干燥特性研究未见报道，因此，为给阿丁枫木材产业化窑干干燥提供依据和参考，促进和保障阿丁枫木材加工及其木质品质量，采用百度试验法对阿丁枫人工林木材的干燥特性进行了研究，初步编制了预其干燥基准。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试材采集于广西南宁市树木园阿丁枫种植示范基地[1]。样木采集参照国家标准[17]，共采集3株，试件加工按百度试验法实施[18]，试件平均初含水率为119.98%，满足百度试验法要求[18]。

1.2 试验设备及研究方法

参照百度试验法[18]和有关研究[18]。确定阿丁枫木材的初期开裂、内裂、截面变形及干燥速度缺陷等级，绘制木材干燥中含水率变化曲线，计算干燥速度；根据阿丁枫木材试件的干燥缺陷等级及其对应的干燥条件，获得阿丁枫木材初步干燥条件，查含水率与干湿球温度差关系表(阔叶材)，编制出阿丁枫木材的预干燥基准[18]。

2 结果与分析

2.1 确定阿丁枫木材的干燥缺陷等级

根据干燥特性分析结果，确定阿丁枫木材的初期开裂、内裂、截面变形、扭曲等缺陷的等级如表1，即阿丁枫木材综合缺陷等级为2级。

表1 阿丁枫木材试件缺陷等级

2.2 干燥特性分析

2.2.1 初期开裂 干燥前期，木材的表层水分蒸发速度快，收缩产生较大拉应力，而内部含水率变化小，收缩较小，易产生初期开裂[19]。试验表明：阿丁枫木材的初期开裂主要为端裂和端表裂，等级为2级。干燥1 h，只有1块试件产生端裂；干燥4 h，所有试件均出现端裂和端表裂，其中1块试件出现贯通裂纹；5 h后，试件的裂纹数量和长度、宽度快速发展，干燥至6～7 h时初期开裂最为严重；当干燥到9 h后，大部分裂纹开始愈合，干燥至15 h后，所有试件裂纹已全部愈合。根据初期干燥缺陷分级标准[18]，阿丁枫木材的初期开裂为2级。

2.2.2 内部开裂 干燥过程中，由于试件表层至内层的温度及含水率梯度差异，产生的表面硬化和干燥应力易引起内部开裂[20]。干燥试验结束后，所有试件均未出现内裂，根据干燥缺陷分级标准[18]，阿丁枫木材的内部开裂为1级。

2.2.3 截面变形 木材干燥后产生截面变形的主要原因之一是木材表层和内部水分在干燥过程中的蒸发速率不同，收缩不一致[21]。干燥试验结束后，阿丁枫木材截面变形较小，变形值范围为0.17～0.69 mm，平均值为0.47 mm，评定为1级。

2.2.4 扭曲变形 木材产生扭曲变形的原因除本身特性差异外，还有干燥中不同方向的含水率变化及干缩的差异性[22-23]。干燥试验结束后，阿丁枫木材的扭曲程度较轻，范围0.25～2.75 mm，平均1.04 mm，评定为2级。横弯介于0～0.25 mm之间，平均0.04 mm。顺弯处于0～1.4 mm之间，平均0.47 mm。瓦弯值0～1.0 mm，平均0.27 mm。阿丁枫木材的变形较小。

2.2.5 干燥速度 从阿丁枫木材干燥过程的含水率变化曲线(图1)可看出，所有弦切板试件从含水率30%干燥至含水率5%所需平均时间为12.46 h，平均干燥速度2.0 %·h-1，等级为2级(表2)，阿丁枫木材属于较容易干燥的木材。

图1 含水率变化曲线

表2 阿丁枫木材百度试验干燥速度

2.3 阿丁枫木材干燥基准

根据阿丁枫木材的初期开裂、截面变形和内裂缺陷等级，结合干燥缺陷等级对应的干燥条件[19]，可得出阿丁枫木材各缺陷对应的干燥条件如表3，取各条件的最小值作为阿丁枫木材的预干燥条件，即确定的阿丁枫木材25～30 mm厚锯材干燥条件为：初期温度70 ℃，初期干湿球温差4～6 ℃，末期温度95 ℃。

表3 试件初步干燥条件

由百度试验结果可知，阿丁枫木材的初期开裂、内裂、截面变形、扭曲等干燥缺陷均较轻。干燥速度较快，属易干燥的木材。初期开裂大部分在干燥至4～5 h时出现，干燥至含水率为35%左右时初期开裂趋于稳定。当试件含水率大于70%时，取干球温度和干湿球温度差分别为70～75、4～6 ℃；含水率60%～70%时，调整干球温度和干湿球温度差分别为78 ℃、4～6 ℃。由试件的平均初含水率为119.98%，查含水率与干湿球温度差关系表[19]，编制出阿丁枫25～30 mm厚锯材的预干燥基准；结合本干燥试验共用时57 h、初期干湿球温度差为4～6 ℃，查干燥时间估算图，可估算阿丁枫25～30 mm厚锯材的实际干燥时间为9 d(表4)。

表4 百度试验法确定的阿丁枫木材(25～30 mm)干燥基准

3 结论与讨论

百度试验结果表明，阿丁枫木材的初期开裂主要为端裂和端表裂。根据木材干燥缺陷及干燥速度分级标准[18]评定初期开裂为2级；干燥试验结束后，所有试件均未产生内裂，内裂为1级；截面变形较轻，综合评定为1级；扭曲程度较轻，为2级；干燥速度较快，为2级。根据各干燥缺陷等级及其对应的干燥条件，编制出25～30 mm厚阿丁枫木材的预干燥基准。综合阿丁枫木材的干燥缺陷，其初期开裂、扭曲变形、截面变形和内裂程度均较轻，干燥速度较快，属于易干燥的木材，因此，进行25～30 mm厚阿丁枫锯材干燥时，可适当提高初期干燥温度和干湿球温度差，提高干燥效率，节约干燥成本。